какое назначение протектора в прямом преобразователе
Какое назначение протектора в прямом преобразователе защита пьезоэлемента от механических повреждений
Какое назначение протектора в прямом преобразователе?
защита пьезоэлемента от механических повреждений ’
диска( плоскодонного отражателя)
Угол падения ультразвуковой волны на границу твердого тела, при достижении которого исчезает продольная волна в этом теле, называется
| первый критический угол |
В каком диапазоне углов ввода поперечных волн используют преобразователи с призмой из оргстекла при контроле стальных изделий?
Угол ввода луча с возрастанием затухания на пути до отражателя (дефекта)
остается неизменным ( не правильно)
Угол между перпендикуляром к границе раздела сред и направлением падения продольной волны называется
углом падения (угол призмы)
Способ сканирования, при котором преобразователь (систему преобразователей) перемещают в продольном направлении относительно контролируемого сечения, систематически сдвигая на определенный шаг в поперечном направлении, называется:
Угол между перпендикуляром к границе раздела сред и направлением отраженной в ту же среду ультразвуковой волны называется
Шероховатость поверхности изделия составляет R z =120 мкм. Настройка чувствительности производится по образцу, имеющему шероховатость поверхности R z =20 мкм. Каков фактический уровень фиксации в изделии по отношению к уровню настройки?
Как называют отсечку шумов с сохранением амплитуды полезного сигнала?
Изменение направления распространения ультразвукового пучка при прохождении им границы раздела двух различных сред называется :
Демпфирование пьезоэлемента используют для
повышения лучевой разрешающей способности и уменьшения длительности импульса
При контроле наклонным преобразователем мертвую зону определяют по образцу изконтролируемого материала с отражателями в виде
цилиндрических отверстий, параллельных контактной поверхности
Какая из приведенных поверхностей имеет наименьшую шероховатость?
Величина отраженной энергии определяется
Укажите соотношение амплитуд эхо-сигналов от моделей дефектов, расположенных в дальней зоне на одной глубине, но разной формы.
Vц>Vсф>Vд; (не правильно)
Основной причиной затруднений, возникающих при ультразвуковом контроле отливок, является
Оптимальная схема контроля стержней длиной около 400 мм диаметром 40 мм на дефекты, перпендикулярные оси стержня:
поперечными волнами наклонным преобразователем, перемещаемым вдоль оси стержня с последующим разворотом преобразователя на 180°;
Дефектоскоп с наклонным преобразователем настроен на контроль изделия толщиной d. Как следует изменить длительность задержки строб-импульса и длительность строб-импульса при переходе на контроль в этом же режиме, изделия из того же материала толщиной 2d?
длительность задержки оставить неименной, а длительность строб-импульса увеличить в 2 раза
Проводится контроль крупнозернистого материала при фиксированной частоте колебаний. Колебания какого типа обладают наибольшей проникающей способностью в общем случае?
Протектор прямого контактного преобразователя предназначен для:
защиты пьезоэлемента от износа и механических повреждений;
Проводится контроль крупнозернистого материала при фиксированной частоте колебаний. Колебания какого типа обладают наибольшей проникающей способностью в общем случае?
Высота сигнала на экране импульсного ультразвукового дефектоскопа пропорциональна
частоте следования импульсов (не правльно)
Дефект имеет плоскостную форму, если для его коэффициента формы К ф выполняется:
Каким образом идентифицируются сигналы от подкладного кольца сварного соединения?
Какой вид волн имеет наименьшую длину при условии равенства частоты и идентичности материала?
Зеркально-теневой метод можно реализовать
одним прямым искателем или двумя наклонными искателями.
При настройке дефектоскопа с наклонным преобразователем с f=2,5 МГц и углом ввода луча А=50° на предельную чувствительность S П =9мм по плоскодонному отражателю эквивалентный угловой отражатель зарубин должен иметь площадь равную (коэффициент пересчета N=1,1):
11,2 мм 2 ; (не правильно)
Какой должна быть длительность задержки строб-импульса дефектоскопа при настройке на работу в режиме «по слоям» (см. рисунок)?
пропорциональна «b»; ( не правильно)
Продольные ультразвуковые колебания вводят из воды в сталь под углом 5 к нормали. В этом случае угол преломления для поперечных колебаний будет
меньше, чем угол преломления для продольных колебаний
Чем определяется скорость распространения поперечной волны в твердых материалах?
модулем сдвига и плотностью среды
Проводится контроль крупнозернистого материала при фиксированной частоте колебаний. Колебания какого типа обладаю
точечные, амплитуда сигналов от которых равна или более амплитуды сигнала от искусственного отражателя в СОП;
точечные дефекты, амплитуда сигналов от которых равна или более амплитуды сигнала от искусственного отражателя в СОП;
точечные дефекты, амплитуда сигналов от которых более 0,5 амплитуды сигнала от искусственного отражателя и условная суммарная протяженность которых превышает более чем в 1,5 раза толщину шва на участке, равном десятикратной толщине шва;
Ответы общий экзамен. 3. Чем определяется возможность обнаружения дефектов материала ультразвуковым методом Правильный ответ
3. Чем определяется возможность обнаружения дефектов материала ультразвуковым методом?
Правильный ответ: Различием акустических сопротивлений материала и несплошности.
Вопрос:
5. Расстояние преодолеваемое упругой волной за время, равное одному периоду колебаний, это
19. Явление, при котором волна, упавшая на границу раздела двух сред, меняет свое направление в первой среде, называется:
Правильный ответ: отражение.
21. Явление частичного огибания волнами препятствия, находящегося на пути их распространения, называется:
Правильный ответ: дифракцией.
Вопрос:
22. Угол преломления продольных ультразвуковых волн, наклонно падающих под определенным углом на границу раздела вода-металл, зависит от:
соотношения скоростей звука в воде и металле.
23. Продольные ультразвуковые колебания вводят из воды в сталь под углом 5 град. к нормали. В этом случае угол преломления для поперечных колебаний будет:
меньше, чем угол преломления для продольных колебаний.
24. Угол отражения ультразвукового пучка от поверхности раздела вода-сталь:
Правильный ответ: равен углу падения.
25. Если ультразвуковая волна проходит через границу раздела двух сред, первая из которых имеет большее значение акустического сопротивления, но скорости звука в обеих средах одинаковы, то угол преломления будет:
Правильный ответ: равным углу падения.
28. Волны какого типа возбуждаются в объеме твердого тела при падении на его границу плоской продольной волны под углом больше второго критического?
Правильный ответ: Объемные волны не возбуждаются.
Вопрос:
31. При прозвучивании прямым ПЭП с торца сплошного цилиндра, диаметр которого много меньше его длины, периферийные лучи ультразвукового пучка могут отразиться от боковой поверхности до того, как ось пучка достигнет донной поверхности. Это может вызвать:
эхо-сигналы после первого донного сигнала и неравномерно изменяющуюся чувствительность по высоте цилиндра.
32. От акустических сопротивлений материалов первой и второй сред на границе их раздела зависит:
энергетические соотношения на границе раздела сред.
33. Параметр, определяющий количество ультразвуковой энергии, отраженной от поверхности раздела двух сред, называется:
Правильный ответ: коэффициентом отражения.
35. При падении ультразвуковой волны на дефект в каком случае эхо-сигнал будет больше?
Когда полость дефекта заполнена газом.
36. Для экспериментального сравнения коэффициента прозрачности границы «ПЭП-контролируемый материал» в изделии и стандартном образце используют отражатели:
Правильный ответ: одного и того же вида, расположенные на одной и той же глубине.
37. При контроле на глубине 30 мм была выявлена пора диаметром 2 мм. Поры какого диаметра будут выявляться на глубине 60 мм?
Правильный ответ: 8.
39. Коэффициент отражения пучка продольных волн от двугранного угла
равен 1 при углах падения 0° и 90°
43. Производится контроль крупнозернистого материала при фиксированной частоте колебаний. Для волн какого типа коэффициент затухания наименьший?
47. Коэффициент затухания ультразвуковых колебаний в дальней зоне в стали составляет 0,016 дБ/мм плита имеет толщину 250 мм. Как отличаются амплитуды первого и второго донных сигналов?
же толщины и участок удвоенной толщины?
50. По какому закону убывает амплитуда волны под влиянием затухания?
Правильный ответ: По экспоненте.
51. Метод контроля, при котором ультразвук, излучаемый одним ПЭП, проходит сквозь объект контроля и регистрируется другим ПЭП на противоположной стороне объекта, называется:
Правильный ответ: теневым методом.
52. Признаком наличия несплошности при контроле теневым методом является:
Правильный ответ: уменьшение амплитуды импульса, прошедшего через объект контроля на дефектном участке, по сравнению с бездефектными участками.
Вопрос:
И одним прямым, и двумя наклонными ПЭП.
55. В каких пределах изменяется коэффициент выявляемости дефекта при зеркально-теневом методе?
56. Амплитуда первого донного сигнала в отсутствии дефекта в 5 раз больше амплитуды того же донного сигнала при наличии дефекта. Это значит, что коэффициент выявляемости дефекта Кд:
58. Угол ввода наклонного преобразователя:
определяется экпериментально на стандартном образце с цилиндрическим отверстием.
59. Схема контроля, реализующая эхо-зеркальный метод, когда наклонные излучатель и приемник ориентированы в одну сторону, а плоскости падения центральных лучей совмещены, называется:
схемой ТАНДЕМ.
61. Каково назначение пьезоэлемента в преобразователе?
Преобразование электрических колебаний в акустические и обратное преобразование.
62. Каково назначение протектора в прямом преобразователе?
Правильный ответ: Защита пьезоэлемента от механических повреждений.
Вопрос:
менее чувствительны к неровностям и шероховатости поверхности.
65. Какой из нижеперечисленных ПЭП содержит наиболее тонкий пьезоэлемент?
Правильный ответ: На частоту 10,0 МГц.
Вопрос:
66. Что такое стрела преобразователя?
Расстояние от точки выхода наклонного ПЭП до его передней грани.
71. Область контролируемого металла, прилегающая к контактной поверхности объекта контроля, в пределах которой невозможно обнаружить дефект, называют:
Как соотносятся значения H1 и H2, измеренные преобразователями с углами ввода 1 и 2 соответственно?
Правильный ответ: H1>H2
Вопрос:
74. Главной характеристикой акустического поля в дальней зоне является:
75. Рассчитайте длину ближней зоны преобразователя радиусом 8 мм и частотой 1,5 МГц в среде со скоростью звука С=6,0 мм/мкс.
76. Какая из перечисленных формул используется для расчета полного угла раскрытия основного лепестка диаграммы направленности прямого преобразователя радиусом на частоту f, если скорость звука в среде С?
Правильный ответ: sin = 0,61 C/af.
Вопрос:
78. Пьезопластины из одного и того же пьезоматериала с радиусами а1 D.
123. По каким из перечисленных ниже отражателям следует настраивать ВРЧ дефектоскопа, чтобы сохранить по всей толщине контролируемого изделия равную предельную чувствительность?
По плоскодонным отверстиям одинакового диаметра на разной глубине.
первого она составляет 40 мм2.
134. При контроле прямым совмещенным ПЭП амплитуда эхо сигнала от плоскости на глубине 150 мм превышает амплитуду от плоскодонного отражателя на 25 дБ. Какова будет разница амплитуд, если такие же отражатели расположены на глубине 600мм?
дефект имеет округлую форму в плане сварного соединения.
схеме ТАНДЕМ, режим раздельно-совмещенный.
Конструкция преобразователей
Прямой преобразователь. Прямой совмещенный преобразователь предназначен для генерации и приема продольных волн в импульсном режиме. Наибольшее распространение совмещенные преобразователи получили в качестве датчика эхо-импульсных ультразвуковых дефектоскопов. Типовая схема такого преобразователя представлена на рис. 1.3.
Рис. 1.3. Схема совмещенного пьезопреобразователя: 1 – пьезоэлемент; 2 – демпфер; 3 – электрод; 4 – протектор; 5 – контактная жидкость; 6 – объект контроля
Пьезоэлемент изготавливают, учитывая условие резонанса h = λ/2. Размеры в поперечных направлениях выбирают такими, чтобы интервалы времени пробега продольных УЗ-волн по толщине и длине пьезоэлемента значительно различались. Поперечные размеры пьезоэлемента должны быть во много раз больше его толщины.
Важную роль в обеспечении нормальной работы пьезоэлемента играют металлические электроды, которые наносятся не на всю поверхность, чтобы избежать пробоя по краям. В качестве материала электродов в основном используют серебро и никель. При прочих равных условиях соотношение между размерами площадей поверхности пьезопластины, покрытых электродами и свободных от них, оказывает существенное влияние на добротность пьезоэлемента и характеристики акустического поля. Регулируя размер электродов, можно в довольно широких пределах менять характеристики акустического поля в изделии.
Протектор предназначен для защиты пьезоэлемента от механических повреждений, защиты от коррозии и для обеспечения акустического контакта. Толщина протектора обычно выбирается четвертьволновой для обеспечения качественно акустического контакта. Для протекторов выбирают материалы, характеризующиеся высокой износостойкостью, малым затуханием УЗК и высокой скоростью звука.
Демпфер защищает пьезоэлемент от механических повреждений и гасит паразитные колебания. Демпфер изготавливают из материала с большим поглощением ультразвука, чтобы отраженная от верхней грани волна не возвращалась к пьезоэлементу и не вызывала помех. Рекомендуется, чтобы демпфер обеспечивал затухание паразитных сигналов не менее 60–80 дБ.
Между пьезоэлементом и объектом контроля обычно располагается несколько тонких промежуточных слоев. Сюда, в частности, входит электрод 3, подводящий электрическое напряжение к пьезопластине, протектор 4, защищающий пьезопластину от механических повреждений, и прослойка контактной жидкости между протектором и изделием (см. рис 1.3).
Добротность является важной характеристикой преобразователей любого типа, т. к. она характеризует резонансные свойства колебательной системы. Добротность определяется как:
, (1.14)
где 
– резонансная частота системы, 
– полоса частот на заданном уровне (например, на уровне 0,7 или 0,5 от амплитуды на резонансной частоте).
Полоса частот определяет фронтальную разрешающую способность.Лучевая разрешающая способность зависит от длительности УЗ-импульса. Общая добротность системы определяется величинами акустической 
и электрической 
добротности и связана с ними соотношением:
. (1.15)
Управлять акустической добротностью можно только на стадии изготовления за счет изменения конструктивных особенностей преобразователя. На электрическую добротность влияют параметры электрической цепи, поэтому ее можно изменять путем настройки электроакустического тракта прибора. Добротность связана с АЧХ, точнее – с полосой пропускания (рис. 1.4). Чем выше добротность, тем более узкой будет полоса пропускания частот.
Рис. 1.4. Амплитудно-частотная характеристика преобразователя
Повышение добротности увеличивает амплитуду колебаний пьезоэлемента, и, следовательно, повышает чувствительность прибора. Однако увеличение длительности колебаний пьезопластины весьма нежелательно при импульсном режиме работы, т. к. это мешает раздельной регистрации двух быстро следующих друг за другом импульсов. При большой добротности колебания пьезопластины долго не затухают, а фронт импульсов размывается, что существенно ухудшает лучевую разрешающую способность дефектоскопа.
Наклонные преобразователи.Наклонный преобразователь (рис. 1.5) используется для приема и излучения поперечных волн.
Выбор рабочего пьезоэлемента для наклонных преобразователей зависит от решаемых дефектоскопических задач, т. к. наряду с обычными требованиями здесь необходимо учесть наличие обязательной акустической линии задержки (более подробно об этом будет рассказано ниже), а также широкое применение преобразователей наклонного типа для выявления труднодоступных и удаленных дефектов. С учетом этого при выборе материала пьезопластины для наклонного преобразователя предпочтение отдают материалам с малым характеристическим импедансом и низкой диэлектрической проницаемостью.
Рис. 1.5. Схема устройства наклонного преобразователя: 1 – пьезопластина; 2– демпфер; 3 – призма; 4 – контактная жидкость; 5 – объект контроля; 
– угол призмы; 
– угол ввода
Призма обеспечивает ввод упругих колебаний в объект контроля под необходимым углом. Призма должна обеспечить при малых углах падения (углах призмы) достаточно большие углы 
– углы преломления акустической оси, что достигается за счет разности скорости ультразвука в материале призмы и в материале изделия. В качестве материала призмы обычно выбирают органическое стекло (плексиглас). Геометрические размеры призм в зависимости от назначения преобразователя могут изменяться в широких пределах. При этом также изменяются углы ввода луча в объект контроля. В наклонных преобразователях, осуществляющих контроль на сдвиговых волнах, углы призмы (углы падения) имеют значения в интервале между первым и вторым критическими углами.
Важной характеристикой и геометрическим параметром призмы является стрела преобразователя 
– расстояние от точки ввода УЗ-пучка в изделие до передней грани призмы (см. рис. 1.5). Стрела характеризует минимальное расстояние, на котором можно расположить преобразователь вблизи выступов на поверхности изделия (например, валик усиления сварного шва). Это расстояние выбирают таким образом, чтобы УЗ-колебания, зеркально отражающиеся от передней грани призмы и поверхности изделия, не попадали непосредственно на пьезоэлемент.
Другая характеристика наклонного преобразователя – точка выхода луча. Знание точного положения этой точки необходимо для определения условных размеров обнаруженного дефекта.
Угол ввода – угол, при котором регистрируется максимальное отражение от модельного дефекта в виде горизонтального сверления в стандартном образце СО-2. Как правило, при больших углах призмы угол ввода может существенно отличается от угла преломления акустической оси.
Раздельно-совмещенный преобразователь (рис. 1.6). В рассмотренных выше преобразователях возникновение шумов обусловлено реверберационными явлениями в самом пьезоэлементе и в элементах конструкции пьезопреобразователей. Наиболее очевидный способ устранения этих шумов – применение раздельных пьезоэлементов для излучения и приема упругих сигналов. Такие преобразователи получили название раздельно-совмещенных (РС). Для удобства работы приемный и излучающий пьезоэлементы объединены в общий корпус. В РС-преобразователях длительность излучаемых упругих сигналов и реверберационные шумы мало влияют на выявление близко расположенных дефектов.
Рис. 1.6. Схема устройства раздельно-совмещенного преобразователя: 1 – электроакустический экран; 2 – пьезопластина; 3 – демпфер; 4 – призма; 5 – корпус; 6 – объект контроля
РС-преобразователи наиболее широко применяют в тех случаях, когда необходимо обеспечить малую мертвую зону, например, при контроле толщины изделий с малыми размерами в направлении прозвучивания. Наиболее массовыми изделиями такого типа, кроме листового проката, являются прутки и трубы. РС-преобразователи применяются также при контроле изделий из крупнозернистых материалов и при контроле с применением головных волн.
Специальные пьезопреобразователи.К специальным пьезопреобразователям относят различные фокусирующие системы, а также так называемые фазированные решетки. Фокусирующие системы применяют для повышения разрешающей способности, чувствительности (особенно на фоне структурных помех), точности определения координат и размеров дефекта. Существует четыре основных типа фокусирующих систем.
Активные концентраторы – изогнутые пьезоэлементы, представляющие собой часть сферы или цилиндра (рис. 1.7). Фокусное расстояние F таких концентраторов равно радиусу их кривизны R; радиус а зрачка и фокусное расстояние определяют угол раскрытия фронта:
. (1.16)
Рис. 1.7. Активный концентратор
Рефракторы – линзы, преобразующие плоскую волну в сходящуюся (рис. 1.8). Линзы делают вогнутыми (ускоряющими) или выпуклыми (замедляющими) в зависимости от соотношения скоростей звука в среде 
и в материале линзы 
, т. е. от показателя преломления 
. Для фокусировки ультразвука при 
линза должна быть вогнутой, при 
– выпуклой. Если среда – иммерсионная жидкость, а линза сделана из органического стекла, то 
. Фокусное расстояние такой плосковогнутой линзы связано с ее радиусом кривизны соотношением
. (1.17)
Рефлекторы – отражатели, преобразующие плоскую волну в сходящуюся. В дефектоскопии применяют рефлекторы в виде криволинейных зеркал в призме, в которых формирование сходящегося фронта осуществляется одновременно с поворотом пучка (рис. 1.9).
Дефлекторы – зональные пластинки, состоящие из чередующихся акустически прозрачных и непрозрачных колец, внутренний ав и наружный ан радиусы которых определяются соотношениями:
, (1.18)
Существенного выигрыша в амплитуде сигнала при фазовой фокусировке можно достичь, разделив пластину на кольца, соответствующие зонам Френеля (например, глубокими бороздками), и подав на электроды четных и нечетных колец электрические сигналы в противофазе. Такое включение колец показано на рис. 1.10.
Мозаичные преобразователи(фазированные решетки) в известной степени являются аналогией радиолокационных фазированных антенных решеток. Фазированные решетки (рис. 1.11) позволяют оптимизировать структуру акустического поля и увеличить чувствительность преобразователя.
В фазированных решетках пьезоэлементы подключаются последовательно со сдвигом по фазе 
, за счет этого происходит задержка по времени 
:
. (1.19)
Следовательно, можно управлять углом ввода УЗ в объект контроля:
, (1.20)
где d – период решетки.
Рис. 1.11. Фазированные решетки: а – схема расположения пьезопластин в мозаичном преобразователе; б – схема подачи напряжения на фазированную решетку
Дата добавления: 2015-12-10 ; просмотров: 6475 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ